KR100755723B1 - 교류입력 차단기용 감시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분전반 차단기의 정전 및 부하 감시 시스템에 관한 것으로, 정전 신호 입력시 2개의 LED가 모두 소등되며 부하 신호 입력시 부하 LED만 소등되며 상기 LED가 소등됨과 동시에 알람 신호를 발생시켜 정전 및 부하를 육안과 청각으로 감시할 수 있는 교류입력 차단기용 감시장치에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명의 감시장치는 외부 분전반 차단기의 전력입력선에 연결되어 인가되는 전압을 통선시키는 상전인가접지선과, 상기 외부 배전 차단기의 출력접지선에 연결하여 출력된 전류의 부하를 인가 받기 위한 부하인가접지선과, 상기 상전인가접지선과 상기 부하인가접지선의 정전신호와 부하신호를 감시 제어하는 감시제어장치와, 상기 감시제어장치에서 제어된 정전 및 부하 신호를 육안으로 확인할 수 있게 하는 LED와, 정전 및 부하 신호를 외부 스피커로 알람 신호를 송출하기 위한 알람송출접지선으로 구성됨을 특징으로 한다.

차단기, 감시장치

Description

교류입력 차단기용 감시장치{Apparatus for monitoring AC input breaker}

도 1은 종래 기술의 일반적인 정전전원장치를 나타내는 도면이다.

도 2는 종래의 무정전 전원장치의 제어시퀀스부에 전원을 공급하는 전원부를 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 교류입력 차단기용 감시장치의 설치 상태도이다.

도 4는 본 발명에 따른 교류입력 차단기용 감시장치의 감시제어장치 블럭도이다.

<도면의 부요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 스위칭모드파워서플라이단 12 : 정전 LED

13 : 정전감시단 14 : 정전송출단

21 : 포토트랜지스터단 22 : 부하 LED

23 : 부하감시단 24 : 스위칭제어단

25 : 부하송출단 51,52 : 부하인가접지선

61,62 : 상전인가접지선 71,72 : 알람송출접지선

본 발명은 분전반 차단기의 정전 및 부하 감시 시스템에 관한 것으로, 특히 정전 및 부하를 육안과 청각으로 감시할 수 있는 교류입력 차단기용 감시장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소와 같은 대규모 공장에서는 무정전 전원장치가 사용된다. 이러한 무정전 전원장치는 교류전원을 직류전원으로 변환한 후 다시 이를 교류전원으로 재변환하여 정전에 따른 교류입력전원의 차단시 축전지에 저장된 직류전원을 교류전원으로 변환시켜 무순단으로 부하측에 설치되는 각 프래그래머블 로직 제어 및 분산제어장치 등에 전원을 공급한다.

도 1은 이러한 종래의 무정전 전원장치를 나타낸 것이며, 도 2는 종래의 무정전 전원장치의 제어시퀀스부에 전원을 공급하는 전원부를 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 무정전 전원장치는 입력되는 교류전원을 직류전원으로 변환하는 컨버터(1)와, 상기 컨버터(1)의 후단에 접속되어 정전시 무순단으로 전원을 공급하는 축전지(2)와, 상기 컨버터(1)에 의해 변환된 직류전원을 다시 교류전원으로 변환시키는 인버터(3)와, 상기 인버터(3)에 이상이 발생하는 경우 바이패스라인으로 무순단 절체를 실행하며 장비의 점검과 수리를 하기 위해 절체되는 스태틱 스위치(4)와, 부하단의 전원정격(부하단의 프로그래머블 로직 제어, 분산제어장치 등이 요구하는 전압레벨)을 충족시켜주기 위한 바이패스 트랜스(5)로 구성된다.

상기 구성의 무정전 전원장치는 다음과 같이 작동한다.

우선, 무정전 전원장치의 전원계통은 정상공급 전원라인과 바이패스전원라인이 설치되어 있다. 상기 바이패스 전원라인은 정상공급 전원라인의 인버터(3)에 동 작불량이 발생하는 경우 무순단으로 부하단에 전원을 공급하는데, 이때 무순단의 절체는 스태틱스위치(4)에 의해 이루어진다. 또한, 일상적인 장비의 점검 및 정비시에도 상기 바이패스 전원라인이 수동절체로 사용된다.

입력되는 교류전원은 컨버터(1)에서 직류전원으로 변환되어 비상시즉, 정전시의 전원으로 이용하기 위해 축전지(2)에 연속 충전됨과 동시에 인버터(3)에 의해 다시 교류전원으로 변환된 후 부하단에 공급된다. 인버터(3)에 이상이 발생하는 경우, 경보검출부(미도시)가 자동으로 스태틱스위치(4)를 동작시켜 전원공급라인을 바이패스 전원라인으로 절체시킨다.

종래의 무정전 전원장치에는 도 2에 도시된 바와 같이, 제어시퀀스부가 설치되어 있다. 제어시퀀스용 전원부(6,7)에 의해 직류전원 12V와 24V가 공급되며 상기 전원부(6,7)에 연결되어 직류 24V의 상태를 검출하는 다이오스 스위치(11,12)와, 상기 전원부(6,7)에 연결되어 직류 12V의 상태를 검출하는 직류 12V정전압부(13)으로 이루진다.

이때, 이러한 경보는 교류전원의 입력이 차단된 경우, 직류전원이 설정치 이하인 경우, 직류전원의 접지에 불량이 발생한 경우, 인버터(3)가 불량인 경우, 무정전 전원장치에 과부하가 인가되는 경우, 인버터(3)측의 각 부위의 퓨즈에 불량이 발생하는 경우, 인버터(3)측이 과열된 경우, 인버터(3)의 냉각팬이 불량인 경우, 축전지(2)가 방전되는 경우에 발생하게 된다.

일반적으로 무정전 전원장치의 가장 큰 목적은 부하단에 순간적인 정전이나 일정시간의 정전이 발생하는 경우 연속적으로 전원을 공급함으로써 공장 프로세서 의 중지가 발생하지 않토록하여 장시간 정전시에도 후속의 안전조치를 가능하게 하는 것이다.

따라서, 전원장치에 어떠한 문제가 발생하더라도 이를 신속히 운전자에게 알릴 수 있도록 각종 경보장치를 구비하고 전원라인을 바이패스 전원라인으로 스태틱스위치에 의해 절체되도록 한다.

또한, 제어시퀀스용 전원도 이중으로 되어 있다.

그러나, 이러한 각종 안전조치를 취함에도 불구하고 무정전 전원장치에는 다음과 같은 심각한 문제가 존재한다.

첫째, 2개의 제어시퀀용 전원부중 한개가 고장나는 경우 경보기능이 없기 때문에 외부에서 전혀 동작상태를 확인할 수 없고 고장이 발생하는 경우에도 실제 전원이 순간적으로 차단되어 무정전 전원장치가 정상적으로 동작하지 못해 공장프로세서가 중단되어야만 전원부에 고장이 난 것을 파악할 수 있게 된다. 이것은 결국 무정전 전원장치가 제기능을 하지 못하는 것으로 대형 설비사고 이후에야 문제를 파악, 조치하는 상황이 발생하게 된다.

둘째, 교류전원을 직류전원으로 변환시키는 컨버터의 구성부품인 사이리스터 등에 이상이 발생하여 정상적으로 전원변환기능을 하지 못하는 경우에도 이를 외부로 경보해줄 수 있는 기능이 없을 뿐만 아니라 축전지에서 직류전원이 연속해서 방전하는 현상이 발생되어 직류전원의 이상여부를 확인할 수 없기 때문에 공장프로세서가 정지된 이후에야 상황판단 및 조치가 가능하게 된다. 즉, 무정전 전원장치의 각종 경보동작이 컨버터측에는 직류전원이 일정 레벨 이하일 경우에는 축전지보호 및 정격출력불가관련 무정전 전원장치 자체를 자동정지시키고 경보시키는 기능만이 있을 뿐이다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 정전 신호 입력시 2개의 LED가 모두 소등되고, 부하 신호 입력시 부하 LED만 소등되며, LED가 소등됨과 동시에 알람 신호를 발생시켜 정전 및 부하를 육안과 청각으로 감시할 수 있는 교류입력 차단기용 감시장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 교류입력 차단기용 감시장치는 외부 분전반 차단기의 전력입력선에 연결되어 인가되는 전압을 통선시키는 상전인가접지선과, 상기 외부 분전반 차단기의 출력접지선에 연결하여 출력된 전류의 부하를 인가받기 위한 부하인가접지선과, 상기 상전인가접지선과 상기 부하인가접지선의 정전신호와 부하신호를 감시 제어하는 감시제어장치와, 상기 감시제어장치에서 제어된 정전 및 부하 신호를 육안으로 확인할 수 있게 하는 LED와, 정전 및 부하 신호를 외부 스피커로 알람신호를 송출하기 위한 알람송출접지선을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 감시제어장치는 상전인가접지선의 교류 전압이 입력되는지 체크와 그 전압을 인가하는 스위칭모드파워서플라이단과, 상기 스위칭모드파워서플라이단에 연결되어 감시된 입력 전원의 상태에 따라 변하는 전압을 기준 전압과 비교하여 스위칭 제어 신호를 출력하는 정전감시단과, 상기 스위칭모드파워서플라이단과 상기 정전감시단 사이에 두접선과 연결되어 상기 정전감시단의 출력에 따라 LED를 점등 및 소등시켜 육안 식별이 가능하게 하는 정전 LED와, 상기 정전감시단에 스위칭으로 연계되어 출력되는 신호를 정전 알람 처리하여 송출하거나 외부 원격 감시시스템으로 검출 데이터를 송출하는 정전송출단과, 스위칭모드파워서플라이단과 상기 정전감시단의 사이 일접선에 연결되어 상기 부하인가접선을 통선한 전류를 인가하여 부하를 감시하는 포토트랜지스터단과, 상기 스위칭모드파워서플라이단과 상기 정전감시단의 연결된 일접선에 일접선이 연결되고 상기 포토트랜지스터단의 일접선에 일접선이 연결되어 상기 포토트랜지스터단의 출력에 따라 LED를 점등 및 소등시켜 육안 식별이 가능하게 하는 부하 LED와, 상기 부하 LED의 두접선과 연결되어 상기 포토트랜지스터단의 출력물이 정상 신호인지 또는 부하 신호인지를 감시하는 부하감시단과, 상기 정전감시단의 일접선과 상기 부하감시단의 일접선 사이에 설치되어 알람 신호 및 원격 감시 신호를 출력하는 스위칭제어단과, 상기 스위칭제어단에 연계되어 출력되는 신호를 부하 알람 처리하여 송출하거나 외부 원격 감시시스템으로 검출 데이터를 송출하는 부하송출단으로 구성되어 있다.

상기 정전 LED는 외부 분전반 차단기에 정상 전압이 인가될 때는 LED가 점등되고, 부하가 전류가 흐를 때는 LED가 점등된다.

상기 부하 LED는 외부 분전반 차단기에서 정상 전류가 흐를 때는 LED가 점등되고, 부하가 전류가 흐를 때는 LED가 소등된다.

상기 정전 LED와 부하 LED는 정전 신호가 감시되면 LED가 자동 소등된다.

상기 정전송출단과 부하송출단은 외부 스피커로 정전 알람 신호를 송출한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 교류입력 차단기용 감시장치의 설치 상태도이고, 도 4는 본 발명에 따른 교류입력 차단기용 감시장치의 감시제어장치 블럭도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 교류입력 차단기용 감시장치는 외부 분전반 차단기의 전력입력선(미도시)에 연결되어 인가되는 전압을 통선시키는 상전인가접지선(61,62)과, 상기 외부 분전반 차단기의 출력접지선에 연결하여 출력된 전류의 부하를 인가받기 위한 부하인가접지선(51,52)과, 상기 상전인가접지선(61,62)과 상기 부하인가접지선(51,52)의 정전 및 부하 신호를 감시 제어하는 감시제어장치(300)와, 상기 감시제어장치(300)에서 제어된 정전 및 부하 신호를 육안으로 확인할 수 있게 하는 정전 LED(12) 및 부하 LED(22)와, 상기 감시제어장치(300)에서 제어된 정전 및 부하 신호를 외부 스피커(미도시)로 알람신호를 송출하기 위한 알람송출접지선(71,72)으로 구성되어 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 상기 감시제어장치(300)는 외부 분전반 차단기의 전력입력선에 연결되어 인가되는 전압을 통선하는 상전인가접지선(61,62)과, 상기 상전인가접지선(61,62)의 교류 전압이 입력되는지 체크와 그 전압을 인가하는 스위칭모드파워서플라이단(11)과, 상기 스위칭모드파워서플라이단(11)에 연결되어 감시된 입력 전원의 상태에 따라 변하는 전압을 기준 전압과 비교하여 스위칭 제어신호를 출력하는 정전감시단(13)과, 상기 스위칭모드파워서플라이단(11)과 상기 정전감시단(13) 사이에 두접선과 연결되어 상기 정전감시단(13)의 출력에 따라 LED를 점등 및 소등시켜 육안 식별이 가능하게 하는 정전 LED(12), 및 상기 정전감시 단(13)에 스위칭으로 연계되어 출력되는 신호를 정전 알람 처리하여 송출하거나 외부 원격 감시시스템으로 검출 데이터를 송출하는 정전송출단(14)이 구비되며, 외부 분전반 차단기의 출력접지선에 연결하여 출력된 전류의 부하를 인가받기 위한 부하인가접지선(51,52)과, 상기 스위칭모드 파워서플라이단(11)과 상기 정전감시단(13)의 사이 일접선에 연결되어 상기 부하인가접선(51,52)을 통선한 전류를 인가하여 부하를 감시하는 포토트랜지스터단(21)과, 상기 스위칭모드파워서플라이단(11)과 상기 정전감시단(13)의 연결된 일접선에 일접선이 연결되고 상기 포토트랜지스터단(21)의 일접선에 일접선이 연결되어 상기 포토트랜지스터단(21)의 출력에 따라 LED를 점등 및 소등시켜 육안 식별이 가능하게 하는 부하 LED(22)와, 상기 부하 LED(22)의 두접선과 연결되어 상기 포토트랜지스터단(21)의 출력물이 정상 신호인지 또는 부하 신호인지를 감시하는 부하감시단(23)과, 상기 정전감시단(13)의 일접선과 상기 부하감시단(23)의 일접선 사이에 설치되어 알람 신호 및 원격 감시 신호를 출력하는 스위칭제어단(24)과, 상기 스위칭제어단(24)에 연계되어 출력되는 신호를 부하 알람 처리하여 송출하거나 외부 원격감시시스템으로 검출 데이터를 송출하는 부하송출단(25), 및 상기 정전송출단(14)과 상기 부하송출단(25)에 연계되어 그 출력 신호에 따라 외부 스피커로 알람을 송출하거나 외부 원격 감시시스템으로 검출 데이터를 송출하게 된다.

먼저, 외부 분전반 차단기의 전력입력선에 상기 상전인가접지선(61,62)을 연결하여 상기 정전감시단(13)에 의해 한전에서 들어오는 전력을 정상 전압인지 정전인지를 스위칭 제어로 감시하며, 정상 전압이 인가되면 상기 정전 LED(12)의 LED를 점등시켜 놓고, 정전이 되면 정전 LED(12)와 부하 LED(22)의 LED를 소등하게 한다.

이때, 외부 분전반 차단기의 출력접지선에 상기 부하인가접지선(51,52)를 연결하여 상기 부하감시단(23)에 의해 분전반 차단기에서 흘러 나온 전류의 부하 여부를 스위칭 제어로 감시하며, 정상 전류가 인가되면 상기 부하 LED(22)의 LED를 점등시켜 놓고, 부하가 발생하게 되면 상기 부하 LED(22)의 LED를 소등하게 한다.

여기서, 상기 정전감시단(13)과 상기 부하감시단(23)에 의해 정전 및 부하 신호를 발생하게 되면 상기 스위칭제어단(24)에 의해 외부로 각각 정전알람 및 부하알람을 송출하게 한다.

본 발명은 상설한 바와 같이, 분전반 차단기의 부하를 검출하여 경보를 발함으로써 대형설비사고를 방지하고 이에 따라 인명재해를 방지할 수 있게 된다. 또한, 분전반 설비의 멈춤의 원인을 육안 및 청각으로 쉽게 발견할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 교류입력 차단기용 감시장치에 있어서,

   외부 분전반 차단기의 전력입력선에 연결되어 인가되는 전압을 통전시키는 상전인가접지선과;

   상기 외부 분전반 차단기의 출력접지선에 연결하여 출력된 전류의 부하를 인가 받기 위한 부하인가접지선과;

   상기 상전인가접지선 및 상기 부하인가접지선의 정전 및 부하 신호를 감시 제어하는 감시제어장치와;

   상기 감시제어장치에서 제어된 정전 및 부하 신호를 육안으로 확인 할 수 있게 하는 LED; 및

   정전신호와 부하신호를 외부 스피커로 알람 신호를 송출하기 위한 알람송출접지선을 포함하는 것을 특징으로 하는 교류입력 차단기용 감시장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 감시제어장치는 상전인가접지선의 교류 전압이 입력되는지 체크하고, 그 전압을 인가하는 스위칭모드파워서플라이단과;

   감시된 입력 전원의 상태에 따라 변하는 전압을 기준 전압과 비교하여 스위칭 제어 신호를 출력하는 정전감시단과;

   상기 정전감시단의 출력에 따라 LED를 점등 및 소등시켜 육안 식별이 가능하게 하는 정전 LED와;

   상기 정전감시단에 스위칭으로 연계되어 출력되는 신호를 정전 알람 처리하여 송출하거나 외부 원격 감시시스템으로 검출 데이터를 송출하는 정전송출단과;

   부하인가접선을 통선한 전류를 인가하여 부하를 감시하는 포토트랜지스터단과;

   상기 포토트랜지스터단의 출력에 따라 LED를 점등 및 소등시켜 육안 식별이 가능하게 하는 부하 LED와;

   상기 포토트랜지스터단의 출력물이 정상 신호인지 또는 부하 신호인지를 감시하는 부하감시단과;

   상기 정전감시단의 일접선과 상기 부하감시단의 일접선 사이에 설치되어 알람 신호 및 원격 감시 신호를 출력하는 스위칭제어단; 및

   상기 스위칭제어단에 연계되어 출력되는 신호를 부하 알람 처리하여 송출하거나 외부 원격 감시시스템으로 검출 데이터를 송출하는 부하송출단으로 구성된 것을 특징으로 하는 교류입력 차단기용 감시장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 정전 LED는 외부 분전반 차단기에서 부하가 전류가 흐를 때는 LED가 점등되는 것을 특징으로 하는 교류입력 차단기용 감시장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 부하 LED는 외부 분전반 차단기에서 부하가 전류가 흐를 때는 LED가 소등되는 것을 특징으로 하는 교류입력 차단기용 감시장치.
5. 제2항에 있어서,

   상기 정전 LED와 상기 부하 LED는 정전 신호가 감시되면 LED가 자동 소등되는 것을 특징으로 하는 교류입력 차단기용 감시장치.

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